JP4382968B2 - 非常用オイルタンクを備えた排ガスターボチャージャ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非常用オイルタンクを備えた排ガスターボチャージャであって、非常用オイルタンクが、排ガスターボチャージャの軸受けハウジング内で排ガスターボチャージャのシャフト軸線の上方に配置されていて、供給管路を介して、排ガスターボチャージャの外部に位置する潤滑オイルリザーバに接続されており、軸受けハウジングに接続された排気管路が、絞り孔によって非常用オイルタンクに開口している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
排ガスターボチャージャの潤滑箇所には、たいていこの排ガスターボチャージャに接続された内燃機関の潤滑オイルが供給される。内燃機関からの潤滑オイル供給の故障時に排ガスターボチャージャの損壊を回避するためには、さしあたりまだ高い回転数で回転し続ける排ガスターボチャージャに、所定の時間でなお潤滑オイルが供給されなければならない。このためには、排ガスターボチャージャのハウジングに非常用オイルタンクが設けられている。この非常用オイルタンクは、主流に配置されているかまたは副流に配置されており、つまり排ガスターボチャージャの潤滑箇所に対して直列に配置されているかまたは平行に配置されている。
【０００３】
社内報「ＭＥＴ８３ＳＤ・ターボチャージャ・オーバホール・プロシィージャ（Ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ Ｏｖｅｒｈａｕｌ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）（１９９６年１月、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｈｅａｖｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ、第４頁）」の記載から、軸受けハウジング内に配置された非常用オイルタンクを備えたこのような排ガスターボチャージャが公知である。この非常用オイルタンクは主流に位置しており、この非常用オイルタンクには、フラップ式の逆止弁と、非常用オイルタンクに接続された供給管路とを介してオイルが供給される。さらに、この非常用オイルタンクは排気管路を介して給気されるかもしくは排気される。この排気管路の、非常用オイルタンク内に突入した一方の端部は絞り孔を有しており、他方の端部は軸受けハウジングに設けられた自由空間に開口している。
【０００４】
逆止弁が潤滑オイルの主流に配置されていることに基づき、供給管路内にはある程度の圧力損失が発生する。これにより、オイル供給部が、本来必要とされるよりも大きく寸法設定されなければならないか、または排ガスターボチャージャの軸受けに潤滑オイルが最適に供給され得なくなる。さらに、このような調整エレメントが潤滑オイルの主流に配置されていることは、場合によって発生する、前記調整エレメントの機能故障時にオイル供給が妨げられるという危険をはらんでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上で述べた全ての欠点を回避して、改善された潤滑オイル供給を有する、排ガスターボチャージャの軸受けハウジング内に配置された非常用オイルタンクを備えた排ガスターボチャージャを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭で述べた形式の排ガスターボチャージャにおいて、排気管路に、同じく非常用オイルタンクに開口している逆止弁が配置されているようにした。
【０００７】
【発明の効果】
供給管路を介して行われる潤滑オイル供給が故障した場合には、供給管路内を引き戻るオイル柱が、排気管路に配置された絞り孔と、本発明により同じく排気管路に設けられた逆止弁とを介して給気される。これにより、逆止弁を供給管路に、つまり主流に配置することは不要となる。このことに基づき、潤滑オイル供給時には圧力損失の低減が認められ得る。つまり、これにより、改善された潤滑オイル供給を達成することができる。さらに、供給管路に設けられる逆止弁を不要にしたことにより、潤滑オイル供給を一層確実にかつ一層廉価に実現することができる。
【０００８】
逆止弁が、排気管路の最上位の領域に配置されていると特に有利である。こうして、絞り孔と逆止弁とを唯一の構成部分で簡単に組み合わせることを実現することができるので、製造コストの低減が得られる。
【０００９】
さらに、排ガスターボチャージャに接続された内燃機関の潤滑オイルタンクが、排ガスターボチャージャの外部に配置された潤滑オイルリザーバとして使用されると有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。図面には、内燃機関に接続された排ガスターボチャージャが示してあるが、ただし、本発明を理解するために重要となる構成部分しか示していない。たとえば排ガスターボチャージャのコンプレッサ側およびタービン側は図示していない。作業媒体の流れ方向は矢印によって示してある。
【００１１】
排ガスターボチャージャ１は主として、共通のシャフト２によって支持されているコンプレッサ（図示せず）とタービン（同様に図示せず）とから成っており、このコンプレッサとタービンとはそれぞれ１つのハウジング内に配置されている。シャフト２を水平方向に貫いてシャフト軸線３が延びている。シャフト２の支承装置はいわゆる内側支承装置である。つまり、コンプレッサとタービンとの間の領域でシャフト２が、対応する軸受け４に支持されている。シャフト２の、コンプレッサとタービンとの間に配置された、軸受け４を有する領域は、軸受けハウジング５によって取り囲まれている。この軸受けハウジング５は、コンプレッサハウジングにも、タービンハウジングにも結合されている。
【００１２】
図１は、内燃機関６に接続された公知先行技術の排ガスターボチャージャ１の概略図である。この場合、両機械の大きさ比率は実際の比率には相当していない。軸受けハウジング５の内部では、軸受けハウジング５の上側の領域に非常用オイルタンク７が配置されている。この非常用オイルタンク７は、オイル供給部８と、このオイル供給部８に接続された供給管路９とを介して、内燃機関６の、オイルパンとして形成された潤滑オイルリザーバ１０に接続されている。この場合、供給管路９とオイル供給部８との接続はフランジ１１を介して実現されており、非常用オイルタンク７とオイル供給部８との接続はタンクカバー１２を介して実現されている。供給管路９内には、フィードポンプ１３が配置されており、オイル供給部８内には、フラップ式の逆止弁として形成された閉鎖エレメント１４が配置されている。軸受け４と非常用オイルタンク７との間には供給通路１５が形成されている。さらに、軸受けハウジング５の下側の部分では、シャフト２の両側にそれぞれ１つのオイル戻し部１６，１６′が配置されている。ただし、一方のオイル戻し部１６だけが、戻し管路１７を介して内燃機関６の潤滑オイルリザーバ１０に接続されている。第２のオイル戻し部１６′はカバー１８を用いて閉鎖されている。軸受けハウジング５内には排気管路１９が配置されている。この排気管路１９の、非常用オイルタンク７内に突出した一方の端部には絞り孔２０が設けられており、排気管路１９の他方の端部は軸受けハウジング５の自由空間２１へ開口している。
【００１３】
内燃機関６の運転時には、この内燃機関６の熱い排ガスがタービンに流入して、このタービンを駆動する。タービン自体は、このタービンにシャフト２を介して結合されたコンプレッサを駆動する。コンプレッサで圧縮された空気は供給管路（図示せず）を介して内燃機関６に流入し、内燃機関６内で過給のために、つまり内燃機関６の出力向上のために使用される。この過程中、シャフト２、ひいてはシャフト２と協働する全ロータ構成ユニットは、極めて高い周速に到達する。これによって併発される摩擦を十分に減少させるためには、この過程の間、シャフト２に常に潤滑オイル２２が供給される。このためには、潤滑オイル２２がフィードポンプ１３によって内燃機関６の潤滑オイルリザーバ１０から非常用オイルタンク７へ圧送され、そして非常用オイルタンク７から供給通路１５を介して軸受け４にまで圧送される。この場合、非常用オイルタンク７は主流に位置しているので、常に圧力下にある。引き続き、潤滑オイル２２は軸受け４から出発してオイル戻し部１６と戻し管路１７とを介して内燃機関６の潤滑オイルリザーバ１０内へ戻される。
【００１４】
内燃機関６からの潤滑オイル供給の故障が発生した場合、非常用オイルタンク７内のオイルレベルが下がる。このような場合には、非常用オイルタンク７の空になった空間が、排気管路１９と絞り孔２０とを介して軸受けハウジング５からの空気で充填され、オイル供給部８への潤滑オイル２２の逆流は閉鎖エレメント１４を用いて防止される。これによって、排ガスターボチャージャ１の軸受け部への潤滑オイル供給は、非常用オイルタンク７内に存在する潤滑オイル２２が使い尽くされるまで、なおも保証されている。この時間で、排ガスターボチャージャ１を停止させるかまたは通常の潤滑オイル供給を再び開始することができる。しかし、潤滑オイル２２の欠如に基づく排ガスターボチャージャ１の損壊は排除されている。
【００１５】
本発明の実施例では、排気管路１９内に絞り孔２０の外側に、やはり非常用オイルタンク７に開口している逆止弁２３が配置されている（図２参照）。上記公知先行技術の場合と同様に、内燃機関６の始動時に潤滑オイル２２は、供給管路９とオイル供給部８とを通って排ガスターボチャージャ１へ圧送され、これにより、非常用オイルタンク７が充填される。このとき、排ガスターボチャージャ１の軸受け４は、供給通路１５を介して潤滑される。非常用オイルタンク７の排気は、絞り孔２０を介して軸受けハウジング５の自由空間２１内へ行われる。
【００１６】
内燃機関６および排ガスターボチャージャ１の標準運転時では、非常用オイルタンク７が潤滑オイル２２によって通流されるので、軸受け４には潤滑オイル２２が十分に供給されている。過剰の潤滑オイル２２は絞り孔２０を介して導出され、次いで、軸受け４を通って流れた潤滑オイル２２と共に、オイル戻し部１６と戻し管路１７とを介して内燃機関６の潤滑オイルリザーバ１０へ再循環される（図３参照）。この運転状態で閉鎖されている逆止弁２３に基づき、潤滑オイル２２のバイパス量は高められない。
【００１７】
非常運転時では、非常用オイルタンク７が空にされる。この場合、軸受け４には引き続き潤滑オイル２２が供給されている。このとき、非常用オイルタンク７と、オイル供給部８内を引き戻るオイル柱の容積とには、絞り孔２０だけでなく逆止弁２３をも介して、軸受けハウジング５からの空気が給気される（図４参照）。この場合、とりわけオイル供給部８が非常用オイルタンク７の最上位の領域で作用しているので、オイル供給部８内への潤滑オイル２２の逆流を阻止することができる。これにより、相変わらず機能が保証されていると同時に、前記公知先行技術の場合にオイル供給部８に配置されていた閉鎖エレメント１４を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関に接続された公知先行技術による排ガスターボチャージャの概略図である。
【図２】本発明による排ガスターボチャージャを、内燃機関の始動直後の状態で示す概略図である。
【図３】図２に示した排ガスターボチャージャを排ガスターボチャージャの標準運転時の状態で示す概略図である。
【図４】図２に示した排ガスターボチャージャを排ガスターボチャージャの非常運転時の状態で示す概略図である。
【符号の説明】
１ 排ガスターボチャージャ、 ２ シャフト、 ３ シャフト軸線、 ４ 軸受け、 ５ 軸受けハウジング、 ６ 内燃機関、 ７ 非常用オイルタンク、 ８ オイル供給部、 ９ 供給管路、 １０ 潤滑オイルリザーバ、 １１フランジ、 １２ タンクカバー、 １３ フィードポンプ、 １４ 閉鎖エレメント、 １５ 供給通路、 １６，１６′ オイル戻し部、 １７ 戻し管路、 １８ カバー、 １９ 排気管路、 ２０ 絞り孔、 ２１ 自由空間、２２ 潤滑オイル、 ２３ 逆止弁

Claims (3)

1. 非常用オイルタンク（７）を備えた排ガスターボチャージャ（１）であって、非常用オイルタンク（７）が、排ガスターボチャージャ（１）の軸受けハウジング（５）内で排ガスターボチャージャ（１）のシャフト軸線（３）の上方に配置されていて、供給管路（９）を介して、排ガスターボチャージャ（１）の外部に位置する潤滑オイルリザーバ（１０）に接続されており、軸受けハウジング（５）に接続された排気管路（１９）が、絞り孔（２０）によって非常用オイルタンク（７）に開口している形式のものにおいて、排気管路（１９）に、同じく非常用オイルタンク（７）に開口している逆止弁（２３）が配置されていることを特徴とする、非常用オイルタンクを備えた排ガスターボチャージャ。
2. 前記逆止弁（２３）が、排気管路（１９）の最上位の領域に配置されている、請求項１記載の排ガスターボチャージャ。
3. 排ガスターボチャージャ（１）の外部に配置された潤滑オイルリザーバ（１０）として、排ガスターボチャージャ（１）に接続された内燃機関（６）のオイルパンが形成されている、請求項１または２記載の排ガスターボチャージャ。

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